Uvod

1 Odabir projektnih parametara vanjskog i unutarnjeg zraka

1.1 Projektni parametri vanjskog zraka

1.2 Projektni parametri unutarnjeg zraka

2 Izrada bilance topline i vlage u prostoriji

2.1 Proračun toplinskih inputa

2.1.1 Proračun unosa topline od ljudi

2.1.2 Proračun unosa topline od umjetne rasvjete

2.1.3 Proračun dovoda topline kroz vanjske svjetlosne otvore

i pokrivenost zbog sunčevog zračenja

2.1.4 Proračun toplinske dobiti kroz vanjske ograde

2.1.5 Proračun dovoda topline kroz ostakljene otvore zbog

temperaturna razlika između vanjskog i unutarnjeg zraka

2.2 Proračun ispuštanja vlage

2.3 Određivanje kuta procesne zrake u prostoriji

3 Proračun sustava klimatizacije

3.1 Izbor i obrazloženje vrste klimatizacijskih sustava

3.2 Odabir shema distribucije zraka. Definicija prihvatljivog i

razlika radne temperature

3.3 Određivanje performansi klimatizacijskih sustava

3.4 Određivanje količine vanjskog zraka

3.5 Dijagram procesa klimatizacije

na Jd dijagramu

3.5.1 Dijagram procesa klimatizacije za

topli period godine

3.5.2 Izrada dijagrama procesa klimatizacije za

hladno godišnje doba

3.6 Određivanje zahtjeva grijanja i hlađenja u sustavima

klimatizacija

3.7 Odabir marke klima uređaja i njegovog izgleda

3.8 Proračuni i izbor elemenata klima uređaja

3.8.1 Proračun komore za navodnjavanje

3.8.2 Proračun grijača zraka

3.8.3 Odabir zračnih filtara

3.8.4 Proračun aerodinamičkog otpora klimatizacijskih sustava

3.9 Odabir ventilatora klima uređaja

3.10 Odabir pumpe za komoru za navodnjavanje

3.11 Proračun i izbor glavne opreme rashladnog sustava

4 UNIRS – Obračun deviza na računalu

Dodatak A - Jd dijagram. Topli period godine

Dodatak B -Jd dijagram. Hladna sezona

Dodatak D - Dijagram opskrbe rashladnim uređajima

Dodatak E - Specifikacija

Dodatak E – Plan na 2.000

UVOD

Klimatizacija je automatizirano održavanje svih ili pojedinih parametara zraka u zatvorenim prostorima (temperatura, relativna vlažnost, čistoća i brzina strujanja) radi stvaranja optimalnih uvjeta koji su najpovoljniji za dobrobit ljudi, odvijanja tehnološkog procesa i osiguravanja očuvanje kulturnih vrijednosti.

Klimatizacija je podijeljena u tri klase:

1. Osigurati meteorološke uvjete potrebne za odvijanje tehnološkog procesa s dopuštenim odstupanjima izvan projektiranih parametara vanjskog zraka. U prosjeku 100 sati godišnje za 24-satni rad ili 70 sati godišnje za jednosmjenski rad tijekom dana.

2. Osigurati optimalne, sanitarne ili tehnološke norme s dopuštenim odstupanjima u prosjeku 250 sati godišnje za cjelodnevni rad ili 125 sati godišnje za jednosmjenski rad danju.

3. Osigurati prihvatljive parametre, ako se oni ne mogu osigurati ventilacijom, prosječno 450 sati godišnje za cjelodnevni rad ili 315 sati godišnje za jednosmjenski rad danju.

Regulatorni dokumenti utvrđuju optimalne i dopuštene parametre zraka.

Optimalni parametri zraka osiguravaju očuvanje normativnog i funkcionalnog toplinskog stanja organizma, osjećaj toplinske ugode i preduvjete za visoku razinu rada.

Prihvatljivi parametri zraka su njihova kombinacija koja ne uzrokuje štetu ili zdravstvene probleme, ali može rezultirati neugodnim osjećajem topline, pogoršanjem dobrobiti i smanjenom radnom snagom.

Dopušteni uvjeti, u pravilu, vrijede u zgradama opremljenim samo ventilacijskim sustavom.

Optimalne uvjete osiguravaju podesivi klimatizacijski sustavi (ACS). Stoga se SCR koristi za stvaranje i održavanje optimalnih uvjeta i čistoće unutarnjeg zraka tijekom cijele godine.

Svrha ovog kolegija je učvrstiti teorijska znanja i stjecati praktične računske vještine, kao i projektiranje sustava klimatizacije (ACS).

U ovom radu, klimatizirana prostorija je dvorana gradskog kluba sa 500 mjesta u gradu Odesi. Visina ove prostorije je 6,3 m, tlocrtna površina je 289 m2, površina potkrovlja je 289 m2, zapremina prostorije je 1820,7 m3.

1 ODABIR DIZAJNSKIH PARAMETARA VANJSKOG I UNUTRAŠNJEG ZRAKA

Projektni parametri vanjskog zraka.

Parametri dizajna vanjskog zraka odabiru se ovisno o geografskom položaju objekta.

Tablica 1 – Projektni parametri vanjskog zraka.

Projektni parametri unutarnjeg zraka.

Parametri dizajna unutarnjeg zraka odabiru se ovisno o namjeni prostorije i dobu godine.

Tablica 2 - Projektni parametri unutarnjeg zraka.

2 SASTAVLJANJE BILANCA TOPLINE I VLAGE PROSTORIJA

Svrha izrade bilance topline i vlage prostorije je određivanje viška topline i vlage u prostoriji, kao i kutnog koeficijenta procesne zrake, koji se koristi u grafičko-analitičkoj metodi za izračunavanje SCR.

Bilance topline i vlage sastavljaju se odvojeno za toplo i hladno razdoblje u godini.

Izvori stvaranja topline u prostoriji mogu biti ljudi, umjetna rasvjeta, sunčevo zračenje, hrana, oprema, kao i dobivanje topline kroz unutarnje i vanjske ograde ili kroz ostakljene otvore zbog temperaturne razlike vanjskog i unutarnjeg zraka.

2.1 Proračun toplinskih inputa

2.1.1 Proračun unosa topline od ljudi

Otpuštanje topline u prostoriji od ljudi Q kat, W, određuje se formulom

Q kat = q kat n, (1)

gdje je q kat količina ukupne topline koju stvara jedna osoba, W;

n – broj ljudi, ljudi.

Q ref = q ref ·n,(2)

gdje je q toplina količina osjetne topline koju stvara jedna osoba, W;

n – broj ljudi, ljudi.

Za hladnu sezonu

Q kat = 120 285 = 34200 W

Q stvarno = 90·285 =25650 W

Za topli period

Q kat = 80·285 =22800 W

Q stvarno = 78 285 = 22 230 W

2.1.2 Proračun unosa topline od umjetne rasvjete

Unos topline od umjetne rasvjete Q osv, W, određuje se formulom

Q osv = q osv ·E·F,(3)

gdje je E - osvjetljenje, luks;

F – površina prostora, m2;

q osv – specifično oslobađanje topline, W/(m 2 lx).

Q osv = 0,067 400 289 = 7745,2 W

2.1.3 Proračun unosa topline zbog sunčevog zračenja

Sunčevo zračenje Q r = 9400 W.

2.1.4 Proračun toplinske dobiti kroz vanjske ograde

Unos topline kroz vanjske ograde, W, određuje se formulom

Q granica = k st ·F st (t n – t in) + k pok ·F st (t n – t in), (4)

gdje je k i koeficijent prolaza topline kroz ograde, W/(m 2 K);

F i – površina ograde, m 2 ;

tn, tv – temperatura vanjskog odnosno unutarnjeg zraka, °C.

Q granica = 0,26 289 (26,6-22) = 345,6 W

2.1.5 Proračun dovoda topline kroz ostakljene otvore

Izračun dovoda topline u prostoriju kroz ostakljene otvore zbog temperaturne razlike između vanjskog i unutarnjeg zraka određuje se formulom

Q o.p. = [(t n – t in)/R o ]F ukupno, (5)

gdje je R o toplinski otpor ostakljenih otvora, (m 2 K)/W, koji se određuje formulom

R o = 1/k prozor (6)

Ftotal – ukupna površina ostakljenih otvora, m2.

Q o.p = 0 W, jer nema ostakljenih otvora.

Tablica 3 - Toplinska bilanca prostorije u različitim razdobljima godine

2.2 Proračun ispuštanja vlage

Vlaga u prostoriju ulazi isparavanjem s površine kože i disanjem, sa slobodne površine tekućine, s vlažnih površina materijala i proizvoda, kao i kao posljedica sušenja materijala, kemijskih reakcija i rada tehnoloških oprema.

Oslobađanje vlage od ljudi W l, kg/h, ovisno o njihovom stanju (odmor, vrsta posla koji obavljaju) i temperaturi okoline određuje se formulom

W l = w l ·n·10 -3 , (7)

gdje w l – otpuštanje vlage od strane jedne osobe, g/h;

n – broj ljudi, ljudi.

W l hladno = 40 285 10 -3 = 11,4 kg/h

W l toplina = 44 285 10 -3 = 12,54 kg/h

2.3 Određivanje kuta procesne zrake u prostoriji

Na temelju proračuna bilance topline i vlage određuje se kutni koeficijent procesne zrake u prostoriji za toplo ε t i hladno ε x razdoblje u godini, kJ/kg.

ε t = (ΣQ t ·3,6)/W t, (8)

ε x = (ΣQ x 3,6)/W x.(9)

Numeričke vrijednosti ε t i ε x karakteriziraju tangens kuta nagiba procesne grede u prostoriji.

ε t = (40290,8 3,6)/12,54 = 11567

ε x = (41945,2·3,6)/11,4 = 13246

3 PRORAČUN SUSTAVA KLIMA UREĐAJA

3.1 Izbor i obrazloženje vrste klimatizacijskih sustava

Izbor i opravdanost tipa klimatizacijskog sustava provodi se na temelju analize uvjeta rada klimatiziranog objekta navedenih u projektnom zadatku.

Ovisno o broju prostorija predviđaju se jednozonski ili višezonski klimatizacijski sustavi, a zatim se procjenjuje mogućnost korištenja istih s recirkulacijom odvodnog zraka, što omogućuje smanjenje potrošnje topline i hladnoće.

SCR s prvom i drugom recirkulacijom obično se koriste za prostorije koje ne zahtijevaju visoku preciznost kontrole temperature i relativne vlažnosti.

Konačna odluka o izboru koncepta obrade zraka donosi se nakon utvrđivanja učinka SCR-a i protoka vanjskog zraka.

3.2 Odabir shema distribucije zraka. Određivanje dopuštene i radne razlike temperature.

S obzirom na higijenske pokazatelje i ravnomjernu raspodjelu parametara u radnom prostoru, za većinu klimatiziranih prostorija najprihvatljiviji je dovod dovodnog zraka s nagibom u radni prostor na razini od 4...6 m i s uklanjanje opće ispušne nape u gornjoj zoni.

1. Odredite dopuštenu temperaturnu razliku

Δt add = 2°C.

2. Odredite temperaturu dovodnog zraka

t p = t in - Δt dodati (10)

t p topline = 22 – 2 = 20°S,

t p hladno = 20 – 2 = 18 °C.

3. Odredite temperaturu ispušnog zraka

t u = t v + grad t(H – h), (11)

gdje je gradt gradijent temperature po visini prostorije iznad radnog područja, °C;

H – visina prostorije, m;

h – visina radnog prostora, m.

Temperaturni gradijent po visini prostorije određuje se ovisno o specifičnom višku osjetne topline u prostoriji q i, W

q i = ΣQ/V pom = (ΣQ p -Q p + Q i)/ V pom (12)

q i toplina = (40290,8 – 22800 + 22230)/1820,7 = 21,8 W

q i hladno = (41945,2 – 34200 + 25650)/ 1820,7 = 18,3 W

t toplina = 22 + 1,2 (6,3 – 1,5) = 27,76°C;

t na hladnom = 20 + 0,3(6,3 – 1,5) = 21,44°C.

4. Odredite razliku radne temperature

Δt p = t y - t p (13)

Δt r toplina = 27,76 – 20 = 7,76°S;

Δt r hladno = 21,44 – 18 = 3,44°S.

3.3 Određivanje performansi klimatizacijskih sustava

Za klimatizacijske sustave razlikuje se ukupni kapacitet G, koji uzima u obzir gubitak zraka zbog propuštanja u mrežama kanala za dovod zraka, kg/h, i korisni kapacitet Gp koji se koristi u klimatiziranim prostorijama, kg /h.

Korisna produktivnost čvrste valute određena je formulom

G p = ΣQ t /[(J y – J p) 0,278], (14)

gdje je ΣQ t ukupni višak topline u prostoriji tijekom toplog razdoblja godine, W;

J y, J p – specifična entalpija odlaznog i dovodnog zraka u toplom razdoblju godine, kJ/kg.

G p = 40290,8/[(51 – 40)) 0,278] = 13176 kg/h.

Ukupnu produktivnost izračunavamo pomoću formule

G = K p · G p, (15)

gdje je K p koeficijent koji uzima u obzir količinu gubitaka u zračnim kanalima.

G = 1,1·13176 = 14493,6 kg/h.

Volumetrijska produktivnost klimatizacijskih sustava L, m 3 / h, nalazi se formulom

gdje je ρ gustoća dovodnog zraka, kg/m3

ρ = 353/(273+t p)(17)

ρ = 353/(273+20) = 1,2 kg/m 3 ;

L = 14493,6 /1,2 = 12078 m3 /h.

3.4 Određivanje količine vanjskog zraka

Količina vanjskog zraka koja se koristi u SCR utječe na troškove topline i hladnoće tijekom tretmana toplinom i vlagom, kao i na potrošnju energije za uklanjanje prašine. S tim u vezi, uvijek treba težiti smanjenju njegove količine što je više moguće.

Najmanja dopuštena količina vanjskog zraka u klimatizacijskim sustavima određena je na temelju zahtjeva:

Osiguravanje potrebnog sanitarnog standarda opskrbe zrakom po osobi, m 3 / h

L n ΄ = l n,(18)

gdje je l normalizirani protok vanjskog zraka koji se isporučuje po osobi, m 3 / h;

n – broj ljudi u prostoriji, ljudi.

L n ΄ = 25·285 = 7125 m 3 / h;

Kompenzacija za lokalni ispuh i stvaranje viška tlaka u prostoriji

L n ΄΄ = L mo + V pom ·K΄΄ , (19)

gdje je Lmo volumen lokalnog ispuha, m 3 / h;

V soba – volumen prostorije, m 3;

K΄΄ je brzina izmjene zraka.

L n ΄΄ = 0 + 1820,7 2 = 3641,4 m 3 /h.

Odabiremo veću vrijednost od L n ΄ i L n ΄΄ i prihvaćamo za daljnje izračune L n ΄ = 7125 m 3 / h.

Protok vanjskog zraka određujemo pomoću formule

G n = L n ·ρ n, (20)

gdje je ρ n gustoća vanjskog zraka, kg/m3.

G n =7125·1,18 = 8407,5 kg/h.

Provjeravamo SCR za recirkulaciju:

14493,6 kg/h >8407,5 kg/h, uvjet je zadovoljen.

2. J y< J н

51kJ/kg< 60 кДж/кг, условие выполняется.

3. Zrak ne smije sadržavati otrovne tvari.

Napomena: svi uvjeti su ispunjeni, stoga koristimo SCR shemu s recirkulacijom.

Prihvaćeni vanjski protok Ln mora iznositi najmanje 10% ukupne količine dovodnog zraka, odnosno mora biti ispunjen uvjet

8407,5 kg/h ≥ 0,1 14493,6

8407,5 kg/h ≥ 1449,36 kg/h, uvjet je zadovoljen.

3.5 Dijagram procesa klimatizacije za J - d dijagram

3.5.1 Izrada dijagrama procesa klimatizacije za toplo razdoblje godine

Dijagram procesa klimatizacije na J-d dijagramu za topli period godine dat je u Dodatku A.

Razmotrimo postupak konstruiranja SCR kruga s prvom recirkulacijom.

a) pronalaženje na J-d dijagramu položaja točaka H i B, karakterizirajući stanje vanjskog i unutarnjeg zraka, prema parametrima danim u tablicama 1 i 2;

b) provođenje procesne zrake kroz t.B, uzimajući u obzir vrijednost kutnog koeficijenta ε t;

c) određivanje položaja ostalih točaka:

T.P (to jest, stanje dovodnog zraka), koje se nalazi na sjecištu tp izoterme s procesnom zrakom;

T.P΄ (odnosno stanje dovodnog zraka na izlazu iz drugog grijača zraka VN2), za koji je segment od 1°C položen okomito prema dolje od T.P (segment PP΄ karakterizira zagrijavanje dobavnog zraka u zračni kanali i ventilator);

T.O (odnosno stanje zraka na izlazu iz komore za navodnjavanje), za koje se linija povlači od T.P΄ niz liniju d = const dok se ne presječe sa segmentom φ = 90% ( segment OP΄ karakterizira zagrijavanje zraka u drugom grijaču zraka VN2) ;

T.U (to jest, stanje zraka koji napušta prostoriju), koji leži na sjecištu izoterme t y s procesnom zrakom (segment PWU karakterizira asimilaciju topline i vlage zrakom u prostoriji);

T.U΄ (to jest, stanje recirkuliranog zraka prije miješanja s vanjskim zrakom), za koje od T.U duž linije d = const

segment od 0,5 °C odvaja se prema gore (segment UU΄ karakterizira zagrijavanje ispušnog zraka u ventilatoru);

T.C (to jest, stanje zraka nakon miješanja recirkuliranog zraka s vanjskim zrakom).

Točke U΄ i N spojene su ravnom crtom. Segment U΄N karakterizira proces miješanja recirkulacijskog i vanjskog zraka. Točka C nalazi se na pravoj liniji U΄N (u sjecištu s J c).

Specifična entalpija Jc, kJ/kg, točke C izračunava se pomoću formule

J s = (G n · J n + G 1r · J u΄)/ G, (21)

gdje je J n – specifična entalpija vanjskog zraka, kJ/kg;

J c – specifična entalpija zraka nastala nakon miješanja vanjskog i recirkuliranog zraka, kJ/kg;

G 1r – protok zraka prve recirkulacije, kg/h

G 1p = G - G n (22)

G 1r = 14493,6– 8407,5 = 6086,1 kg/h

J s = (8407,5 60+6086,1 51)/ 14493,6= 56,4 kJ/kg

Točke C i O spojene su ravnom crtom. Rezultirajući segment CO karakterizira politropski proces obrade zraka toplinom i vlagom u komori za navodnjavanje. Ovo dovršava konstrukciju SCR procesa. Parametre baznih točaka upisujemo prema obrascu u tablici 4.

3.5.2 Izrada dijagrama procesa klimatizacije za hladnu sezonu

Dijagram procesa klimatizacije na J-d dijagramu za hladno razdoblje godine dat je u Dodatku B.

Razmotrimo postupak konstruiranja kruga s prvom recirkulacijom zraka na J-d dijagramu.

a) pronalaženje na J-d dijagramu položaja osnovnih točaka B i H, karakterizirajući stanje vanjskog i unutarnjeg zraka, prema parametrima danim u tablici. 12;

b) provođenje procesne zrake kroz točku B, uzimajući u obzir veličinu kutnog koeficijenta ε x;

c) određivanje položaja točaka P, U, O:

T.U, koji se nalazi na sjecištu izoterme ty (za hladno razdoblje) s procesnom zrakom;

T. P, koji se nalazi na sjecištu izentalpe J p s procesnom zrakom; numerička vrijednost specifične entalpije J p dovodnog zraka za hladno razdoblje godine preliminarno se izračunava iz jednadžbe

J p = J y – [ΣQ x /(0,278 G)], (23)

gdje je J y specifična entalpija zraka koji napušta prostoriju tijekom hladne sezone, kJ/kg;

Q x – ukupni ukupni višak topline u prostoriji tijekom hladne sezone, W;

G - SCR produktivnost u toploj sezoni, kg / h.

J p = 47 - = 38,6 kJ/kg

PVU segment karakterizira promjenu parametara zraka u prostoriji.

T. O (to jest, stanje zraka na izlazu iz komore za navodnjavanje), koji se nalazi na sjecištu linije d p s linijom φ = 90%; segment OP karakterizira zagrijavanje zraka u drugom grijaču zraka VN2;

T. C (to jest, stanje zraka nakon miješanja vanjskog zraka, koji je zagrijan u prvom grijaču zraka VN1, sa zrakom koji izlazi iz prostorije), nalazi se na sjecištu izenthalpe J o s linijom d c ; numerička vrijednost izračunava se pomoću formule

d s = (G n · d n + G 1r · d u)/ G (24)

d c = (8407,5 0,8 + 6086,1 10)/ 14493,6 = 4,7 g/kg.

T.K, karakterizira stanje zraka na izlazu iz prvog grijača zraka VN1 i nalazi se na raskrižju d n (sadržaj vlage vanjskog zraka) s nastavkom ravne linije US.

Parametre zraka za bazne točke upisujemo prema obrascu u tablici 5.

Tablica 5 – Parametri zraka u baznim točkama tijekom hladne sezone

		Parametri zraka
		temperatura t,	Specifično entalpija J, kJ/kg	Sadržaj vlage d, g/kg	Relativni vlažnost φ, %
P		13,8	38,6	9,2	85
U		20	45	9,8	68
U		21,44	47	10	62
OKO		14,2	37	9,2	90
S		25	37	4,8	25
N		-18	-16,3	0,8
DO	28		30	0,8	4

3.6 Određivanje potrebe za toplinom i hladnoćom u klimatizacijskim sustavima

Tijekom tople sezone potrošnja topline u drugom grijaču zraka, W

Q t VN2 = G(J p΄ - J o) 0,278, (25)

gdje je J p΄ specifična entalpija zraka na izlazu iz drugog grijača zraka, kJ/kg;

J o - specifična entalpija zraka na ulazu u drugi grijač zraka, kJ/kg.

Q t VN2 = 14493,6 (38 – 32,2) 0,278 = 23369,5 W

Potrošnja hladnoće za proces hlađenja i sušenja, W, određena je formulom

Q cool = G(J c - J o) 0,278,(26)

gdje je J s specifična entalpija zraka na ulazu u komoru za navodnjavanje, kJ/kg;

J o - specifična entalpija zraka na izlazu iz komore za navodnjavanje, kJ/kg.

Q cool = 14493,6 (56,7 – 32,2) 0,278 = 47216 W

Količina vlage kondenzirane u zraku, kg/h

W K = G(d s - d o)·10 -3 ,(27)

gdje je s – sadržaj vlage u zraku na ulazu u komoru za navodnjavanje, g/kg;

d o - sadržaj vlage u zraku na izlazu iz komore za navodnjavanje, g/kg.

W K = 14493,6 (11,5 – 8) 10 -3 = 50,7 kg/h

Tijekom hladne sezone potrošnja topline u prvom grijaču zraka, W

Q x BH1 = G(J k - J n) 0,278,

gdje je J k specifična entalpija zraka na izlazu iz prvog grijača zraka, kJ/kg;

J n - specifična entalpija zraka na ulazu u prvi grijač zraka, kJ/kg.

Q x VN1 = 14493,6 (30-(-16,3)) 0,278 = 18655,3 W

Potrošnja topline u hladnoj sezoni u drugom grijaču zraka, W

Q x BH2 = G(J p - J o) 0,278, (28)

gdje je J p specifična entalpija zraka na izlazu iz drugog grijača zraka tijekom hladne sezone, kJ/kg;

J o - specifična entalpija zraka na ulazu u drugi grijač zraka tijekom hladne sezone, kJ/kg.

Q x VN2 = 14493,6 (38,6 – 37) 0,278 = 6447 W

Potrošnja vode za ovlaživanje zraka u komori za navodnjavanje (za dopunjavanje komore za navodnjavanje), kg/h

W P = G(d o – d s)·10 -3 (29)

W P = 14493,6 (9,2 – 4,8) 10 -3 = 63,8 kg/h.

3.7 Odabir marke klima uređaja i njegovog izgleda

Klima uređaji marke KTZZ mogu raditi u dva načina rada zraka:

U nazivnom načinu rada

U načinu rada s maksimalnim učinkom

Klima uređaji marke KTTSZ proizvode se samo prema shemama rasporeda osnovne opreme ili s njihovim izmjenama, koje nastaju dopunom potrebnom opremom, zamjenom jedne opreme drugom ili isključivanjem pojedinih vrsta opreme.

Indeks klima uređaja marke KTZZ određuje se uzimajući u obzir punu volumetrijsku produktivnost.

L 1,25 = 12078 1,25 = 15097,5 m 3 / h

Biramo klima uređaj marke KTTSZ - 20.

3.8 Proračuni i izbor elemenata klima uređaja

3.8.1 Proračun komore za navodnjavanje

OKFZ izračunavamo metodom VNIIKonditsioner.

a) toplo razdoblje

Određivanje volumetrijske produktivnosti SCR

L = 12078 m 3 /h

izvedba 1, ukupan broj mlaznica n f = 18 kom.

Određujemo koeficijent adijabatske učinkovitosti procesa uzimajući u obzir karakteristike procesne zrake kamere pomoću formule

E a = (J 1 – J 2)/(J 1 – J pr), (30)

gdje je J 1, J 2 entalpija zraka na ulazu odnosno izlazu iz komore,

J pr - entalpija graničnog stanja zraka na J-d dijagramu,

E a = (56,7 – 32,2)/(56,7 – 21) = 0,686

Određivanje relativne razlike temperatura zraka

Θ = 0,33 s w μ (1/ E p – 1/ E a) (31)

Θ = 0,33 4,19 1,22 (1/ 0,42 – 1/ 0,686) = 1,586

Izračunajte početnu temperaturu vode u komori

t w 1 = t u pr -Θ(J 1 – J 2)/ s w ·μ, (32)

gdje je t u pr – maksimalna temperatura zraka, °C.

t w 1 = 6,5-1,586(56,7 – 32,2)/ 4,19·1,22 =3,32 °C

Konačnu temperaturu vode (na izlazu iz komore) izračunavamo pomoću formule

t w 2 = t w 1 + (J 1 – J 2)/ s w μ(33)

t w 2 = 1,32 + (56,7 – 32,2)/ 4,19 1,22 = 9,11 °C

Određivanje protoka raspršene vode

Gw = μ·G(34)

G w = 1,22·14493,6 = 17682,2 kg/h (~17,7 m3/h)

Izračunavamo protok vode kroz mlaznicu (izvedba mlaznice)

g f = G w /n f (35)

g f = 17682,2 /42 = 421 kg/h

Potreban tlak vode ispred mlaznice određuje se formulom

ΔR f = (g f /93,4) ​​1/0,49 (36)

ΔR f = (421/93,4) ​​1/0,49 = 21,6 kPa

Stabilan rad injektora odgovara 20 kPa ≤ ΔR f ≤ 300 kPa. Uvjet je ispunjen.

Protok hladne vode iz rashladne stanice određen je formulom

G w x = Q hladno / s w (t w 1 - t w 2)(37)

G w x = 47216/ 4,19 (9,11 – 3,32) = 4935,8 kg/h (~4,9 m 3 / h).

b) hladno razdoblje

U ovom razdoblju godine OKFZ radi u režimu adijabatskog ovlaživanja zraka.

Određujemo koeficijent učinkovitosti prijenosa topline pomoću formule

E a = (t 1 – t 2)/(t 1 – t m1)(38)

E a = (25 – 14,2)/(25 –13,1) = 0,908

Koeficijent navodnjavanja određuje se iz grafičke ovisnosti E a =f(μ).

Također, grafički pomoću vrijednosti μ nalazimo brojčanu vrijednost koeficijenta

koeficijent smanjene učinkovitosti entalpije E p.

Protok raspršene vode izračunavamo pomoću formule (34)

G w = 1,85 14493,6 = 26813,2 kg/h (~26,8 m 3 / h)

Učinkovitost mlaznice određujemo pomoću formule (35)

g f = 26813,2 /42 = 638 kg/h

Potreban tlak vode ispred mlaznica određujemo pomoću formule (36)

ΔR f = (638/93,4) ​​1/0,49 = 50,4 kPa

Protok vode koja isparava u komori izračunavamo pomoću formule

G w upotreba = G(d o – d s) 10 -3 (39)

G w isp = 14493,6 (9,2–4,8) 10 -3 = 63,8 kg/h

Kao što je vidljivo iz proračuna, najveći protok vode (26,8 m 3 /h) i najveći tlak vode ispred mlaznica (50,4 kPa) odgovaraju hladnom razdoblju godine. Ovi parametri se uzimaju kao izračunati pri odabiru pumpe.

3.8.2 Proračun grijača zraka

Grijači zraka izračunavaju se za dva razdoblja u godini: prvo se izračunavaju za hladno razdoblje, a zatim za toplo razdoblje godine.

Grijači zraka prvog i drugog grijanja također se izračunavaju zasebno.

Svrha proračuna grijača zraka je određivanje potrebnih i raspoloživih površina za prijenos topline i njihov način rada.

Prilikom kontrolnog proračuna specificira se tip i broj baznih grijača zraka, na osnovu marke centralnog klima uređaja, odnosno prvo se prihvaća tipski izgled, koji se utvrđuje proračunom.

Hladno razdoblje

Prilikom izračuna izračunajte:

Toplina potrebna za zagrijavanje zraka, W

Qvoz = 18655,3W;

Potrošnja tople vode, kg/h:

G w = 3,6Q voz /4,19(t w n – t w k) = 0,859Q voz /(t w n – t w k) (40)

G w =0,859·18655,3/(150 – 70) = 200,3 kg/h;

Ovisno o marki klima uređaja, odabire se broj i vrsta osnovnih izmjenjivača topline, za koje se izračunava masena brzina kretanja zraka u otvorenom dijelu grijača zraka, kg / (m 2 s):

ρv = G voz /3600 f voz, (41)

gdje je f air površina otvorenog presjeka za prolaz zraka u grijaču zraka, m 2

Brzina kretanja tople vode kroz cijevi izmjenjivača topline, m/s

w = G w /(ρ w f w 3600), (42)

gdje je ρ w gustoća vode pri prosječnoj temperaturi, kg/m3;

f w – površina presjeka za prolaz vode, m2.

w = 200,3/(1000·0,00148·3600) = 0,038 m/s.

Uzimamo brzinu jednaku 0,1 m/s

Koeficijent prolaza topline, W/(m 2 K)

K = a(ρv) q w r ,(43)

gdje su a, q, r koeficijenti

Prosječna temperaturna razlika između rashladnih tekućina:

Δt av = (t w n + t w k)/2 – (t n + t k)/2 (44)

Δt av = (150 + 70)/2 – (-18 +28)/2 = 35°S

Potrebna površina za izmjenu topline, m 2

F tr = Q zrak /(K Δt prosj.) (45)

F tr = 18655,3/(27,8 35) = 19,2 m2

[(F r - F tr)/ F tr ]·100≤15%(46)

[(36,8 – 19,2)/ 19,2] 100 = 92%

Uvjet nije ispunjen, grijač zraka VN1 prihvaćamo s rezervom.

a) hladno razdoblje

Qvoz = 6447 W;

Potrošnja tople vode, kg/h, prema formuli (40)

G w =0,859·6447/(150 – 70) = 69,2 kg/h;

Ovisno o marki klima uređaja odabire se broj i vrsta osnovnih izmjenjivača topline za koje se izračunava masena brzina kretanja zraka u živom dijelu grijača zraka, kg/(m 2 s), prema formuli ( 41) ρv = 14493,6 /3600 2,070 = 1,94 kg/(m 2 s);

Brzina kretanja tople vode kroz cijevi izmjenjivača topline, m/s, prema formuli (42)

w = 69,2 /(1000·0,00148·3600) = 0,013 m/s.

Uzimamo da je brzina 0,1 m/s.

Koeficijent prolaza topline, W/(m 2 K), prema formuli (43)

K = 28(1,94) 0,448 0,1 0,129 = 27,8 W/(m 2 K);

Prosječna temperaturna razlika između rashladnih tekućina, prema formuli (44)

Δt av = (150 + 70)/2 – (13,8 +14,2)/2 = 26°C

Potrebna površina izmjene topline, m 2, prema formuli (45)

F tr = 6447/(27,8 26) = 8,9 m2

Uvjet provjeravamo pomoću formule (46)

[(36,8 – 8,9)/ 8,9] 100 =313%

b) toplo razdoblje

Koristeći gore predložene formule (40)-(46), preračunavamo za toplo razdoblje

Qvoz = 23369,5 W;

G w =0,859·23369,5 /(70 – 30) = 501,8 kg/h

ρv = 14493,6 /3600 2,070 = 1,94 kg/(m 2 s);

w = 501,8 /(1000·0,00148·3600) = 0,094 m/s.

Za daljnje izračune pretpostavljamo brzinu jednaku 0,1 m/s.

K = 28(1,94) 0,448 0,1 0,129 = 27,88 W/(m 2 K);

Δt av = (30 + 70)/2 – (12 +19)/2 = 34,5 °C

F tr = 23369,5 /(27,88 · 34,5) = 24,3 m2

U tom slučaju mora biti ispunjen sljedeći uvjet: između raspoložive površine F r (unaprijed odabranog grijača zraka) i potrebne površine F tr, granica prijenosne površine topline ne smije prelaziti 15 %

[(36,8 – 24,3)/ 24,3] 100 = 51%

Uvjet nije ispunjen, prihvaćamo grijač zraka VN2 s marginom.

3.8.3 Odabir zračnih filtara

Za čišćenje zraka od prašine, SCR-ovi uključuju filtre, čiji je dizajn određen prirodom te prašine i potrebnom čistoćom zraka.

Izbor zračnog filtra provodi se prema [2, knjiga 2].

Na temelju dostupnih podataka odabiremo filtar FR1-3.

3.8.4 Proračun aerodinamičkog otpora sustava klimatizacije

Ukupni aerodinamički otpor SCR-a nalazi se pomoću formule

R s = ΔR pk + ΔR f + ΔR in1 + ΔR ok + ΔR in2 + ΔR in + ΔR in.v. , (47)

gdje je ΔR pc – otpor prijemne jedinice, Pa

ΔR pk = Δh pk ·(L/L k) 1,95 (48)

(ovdje je L izračunata volumetrijska produktivnost SCR-a, m 3 /h;

Lk – zapreminski kapacitet klima uređaja, m 3 /h;

Δh pc – otpor bloka pri nazivnom učinku klima uređaja (Δh pc = 24 Pa), Pa);

ΔR pc = 24·(12078/20000) 1,95 = 8,98 Pa;

ΔR f – aerodinamički otpor filtra (pri maksimalnom sadržaju prašine u filtru ΔR f = 300 Pa), Pa;

ΔR v1 – aerodinamički otpor prvog grijača zraka, Pa;

ΔR v1 = 6,82 (ρv) 1,97 R

ΔR in1 = 6,82 (1,94) 1,97 ·0,99 = 24,9 W.

ΔR v2 – aerodinamički otpor drugog grijača zraka, Pa

ΔR v2 = 10,64·(υρ) 1,15·R, (49)

(ovdje je R koeficijent koji ovisi o aritmetičkoj srednjoj temperaturi zraka u grijaču zraka);

ΔR v2 = 10,64·(1,94) 1,15·1,01 = 23,03 Pa;

ΔR ok – aerodinamički otpor komore za navodnjavanje, Pa

ΔR ok = 35·υ ok 2,(50)

(ovdje υ ok – brzina zraka u komori za navodnjavanje, m/s);

ΔR približno = 35·2,5 2 = 218,75 Pa;

ΔR pr – aerodinamički otpor spojnog dijela, Pa

ΔR pr = Δh pr (L/L k) 2, (51)

(ovdje je Δh pr otpor presjeka pri nazivnom kapacitetu (Δh pr = 50 Pa), Pa);

ΔR pr = 50(12078/20000) 2 = 18,2 Pa;

ΔR in.v – aerodinamički otpor u zračnim kanalima i razdjelnicima zraka (ΔR in.v = 200 Pa), Pa.

P s = 8,98 + 300 +24,9 + 218,75 + 23,03 + 18,2 +200 = 793,86 Pa.

3.9 Odabir ventilatora klima uređaja

Početni podaci za odabir ventilatora su:

Kapacitet ventilatora L, m 3 /h;

Uvjetni tlak koji razvija ventilator Ru, Pa i određen formulom

R y = R s [(273+t p)/293] R n /R b, (52)

gdje t p - temperatura dovodnog zraka u toploj sezoni, ° C;

P n – tlak zraka u normalnim uvjetima (P n = 101320 Pa), Pa;

R b – barometarski tlak na mjestu ugradnje ventilatora, Pa.

R y = 793,86 [(273+20)/293] 101230/101000 = 796 Pa.

Na temelju dobivenih podataka odabiremo ventilator V.Ts4-75 verzija E8.095-1.

n in = 950 o/min

N y = 4 kW

3.10 Odabir pumpe za komoru za navodnjavanje

Odabir crpke provodi se uzimajući u obzir protok tekućine i potrebno

ora. Protok tekućine mora odgovarati maksimalnom volumenu

protok cirkulirajuće vode u komori za navodnjavanje, m 3 / h

L w = G w max /ρ,(53)

gdje je G w max najveći maseni protok vode u OCP-u, kg/h;

ρ – gustoća vode koja ulazi u OKF, kg/m3.

L w = 26813,2 /1000 = 26,8 m 3 / h

Potreban tlak pumpe N tr, m vode. Art., Određen formulom

N tr = 0,1R f + ΔN, (54)

gdje je R f – tlak vode ispred mlaznica, kPa;

ΔN – gubitak tlaka u cjevovodima, uzimajući u obzir visinu uspona do kolektora (za komore za navodnjavanje ΔN = 8 m vodenog stupca), m vode. Umjetnost..

N tr = 0,1 50,4 + 8 = 13,04 m aq. Umjetnost.

Na temelju dobivenih podataka odabiremo pumpu i elektromotor za nju.

Parametri odabrane pumpe:

Naziv: KK45/30A;

Potrošnja tekućine 35 m 3 / h;

Ukupni pad 22,5 m vode. Umjetnost.;

Parametri odabranog elektromotora:

Tip A02-42-2;

Težina 57,6 kg;

Snaga 3,1 kW.

3.11 Proračun i izbor glavne opreme rashladnog sustava

Svrha izračuna glavne opreme rashladnog sustava je:

Proračun potrebnog rashladnog kapaciteta i izbor tipa rashladnog stroja;

Određivanje radnih parametara rashladnog stroja i na temelju njih izvođenje verifikacijskog proračuna glavnih elemenata rashladnog uređaja - isparivača i kondenzatora.

Izračun se provodi u sljedećem nizu:

a) pronaći potreban rashladni kapacitet rashladnog stroja, W

Q x = 1,15 Q hladno, (55)

gdje je Q cool potrošnja za hlađenje, W.

Q x = 1,15 47216 = 59623,4 W

b) uzimajući u obzir vrijednost Q x, odabiremo tip rashladnog stroja MKT40-2-1.

c) odrediti način rada rashladnog stroja za koji izračunamo:

Temperatura isparavanja rashladnog sredstva, °C

t i = (t w do +t x)/2 – (4…6), (56)

gdje je t w k temperatura tekućine koja napušta komoru za navodnjavanje i ulazi u isparivač, °C;

t x – temperatura tekućine koja izlazi iz isparivača i ulazi u komoru za navodnjavanje, °C.

Temperatura kondenzacije rashladnog sredstva, °C

t k = t w k2 +Δt,(57)

gdje je t w k2 temperatura vode koja izlazi iz kondenzatora, °C

t w k2 =t w k1 +Δt (58)

(ovdje je t w k1 temperatura vode koja ulazi u kondenzator, °C (Δt = 4...5 °C); u ovom slučaju, t k ne smije prijeći +36 °C.)

t w k1 = t mn + (3…4), (59)

gdje je t mn vanjska temperatura zraka prema mokrom termometru tijekom toplog razdoblja godine, °C.

t i = (3,32+9,11)/2 – 4 = 2,215°C

t mn = 10,5°C

t w k1 = 10,5 + 4 = 10,9°S

t w k2 =10,9 + 5 = 15,9°C

t k = 15,9 + 5 = 20,9 °C

Temperatura pothlađivanja tekućeg rashladnog sredstva ispred upravljačkog ventila, °C

t per = t w k1 + (1…2)

t per = 10,9 + 2 = 12,9 °C

Temperatura usisne pare rashladnog sredstva u cilindar kompresora, °C

t sunce = t i + (15…30), (60)

gdje je t i temperatura isparavanja rashladnog sredstva, °C

t sunca = 0,715+25 = 25,715 °C

d) izvršiti verifikacijski proračun opreme za koji izračunaju:

Površina isparivača prema formuli

F i = Q cool /K i ·Δt pros. i, (61)

gdje je K i koeficijent prijenosa topline cijevnog isparivača koji radi na freonu 12 (K i = (350...530) W/m 2 K);

Δt avg – prosječna temperaturna razlika između rashladnih sredstava u isparivaču, određena formulom

Δt av.i = (Δt b – Δt m)/2,3lg Δt b / Δt m (62)

Δt b = Δt w 2 - t i (63)

Δt b = 9,11 – 2,215 =6,895 °C (64)

Δt m =3,32 – 2,215 = 1,105°C

Δt avg = (6,895–1,105)/2,3lg6,895 / 1,105= 3,72 °C

F i = 47216/530 3,72 = 23,8 m2

Izračunatu površinu F uspoređujemo s površinom isparivača F i ` navedenom u tehničkim karakteristikama rashladnog stroja; u ovom slučaju uvjet mora biti ispunjen

F i ≤ F i `

23,8 m2< 24 м 2 – условие выполняется

Površina kondenzatora prema formuli

F k = Q k /K k ·Δt sr.k, (65)

Q k = Q x + N k.in, (66)

(ovdje je N k.in potrošena indikatorska snaga kompresora; uz određenu marginu, indikatorska snaga se može uzeti jednakom potrošenoj snazi ​​kompresora, W);

K k je koeficijent prijenosa topline cijevnog kondenzatora koji radi na freonu 12 (K k = (400...650) W/m 2 K);

Δt avg – prosječna temperaturna razlika između rashladnih tekućina u kondenzatoru, određena formulom, °C

Δt avg.k = (Δt b – Δt m)/2,3lg Δt b / Δt m (67)

Δt b = t k - t w k1 (68)

Δt b = 20,9 – 3,32 = 17,58°C

Δt m = t k - t w k2 (69)

Δt m = 20,9 – 9,11 = 11,79 °C

Δt avg = (17,58 – 11,79)/2,3lg17,58/11,79 = 14 °C

Q k = 59623,4 + 19800 = 79423,4 W

F k = 79423,4 /400 14 = 14,2 m 2

Izračunata površina kondenzatora F k uspoređuje se s površinom kondenzatora F k ` čija je brojčana vrijednost navedena u tehničkim karakteristikama rashladnog stroja, a mora biti ispunjen uvjet

F do ≤ F do `

14,2 m2 ≤ 16,4 m2 – uvjet je zadovoljen.

Protok vode u kondenzatoru, kg/s, izračunava se pomoću formule

W = (1,1· Q k)/c w (t w k2 - t w k1), (70)

gdje je c w specifični toplinski kapacitet vode (c w = 4190 J/(kg K))

W = (1,1·79423,4)/4190·(9,11–1,32) = 2,6 kg/s.

Popis korištenih izvora

1. SNiP 2.04.05-91. Grijanje, ventilacija i klimatizacija. – M.: Strojizdat, 1991.

2. Unutarnje sanitarne instalacije: Ventilacija i klimatizacija / B.V. Barkalov, N.N. Pavlov, S.S. Amirjanov i drugi; ur. N.N. Pavlova Yu.I. Schiller: U 2 knjige. – 4. izd., revidirano. i dodatni – M.: Stroyizdat, 1992. Knj. 1, 2. 3. dio.

3. Averkin A.G. Primjeri i zadaci za kolegij "Klimatizacija i hlađenje": Udžbenik. džeparac. – 2. izd., rev. i dodatni – M.: Izdavačka kuća ASV, 2003.

4. Averkin A. G. Klimatizacija i hlađenje: Upute za rad na kolegiju. – Penza: PISI, 1995.

Hladnjaci koriste dva sustava hlađenja: izravno hlađenje prostorije kipućim rashladnim sredstvom i neizravno hlađenje međurashladnim sredstvom.

Najpoželjnija je uporaba izravnog hlađenja. Budući da korištenje srednje rashladne tekućine podrazumijeva dodatne gubitke hladnoće, a osim toga, potrebno je stvoriti prisilno kretanje zraka u komorama za ventilaciju, stoga je od metoda hlađenja najperspektivnije hlađenje pomoću hladnjaka zraka. Ovisno o radnoj tekućini koja se dovodi u rashlađivače zraka, dijele se na rashlađivače s izravnim hlađenjem i rashladne otopine.

Biramo stropne rashlađivače zraka tipa VOP s donje strane rashladnog sredstva. Namijenjeni su za hlađenje zraka u prostorijama za skladištenje hrane. Hladnjaci zraka sastoje se od rashladne baterije, sklopa ventilatora, ladice za skupljanje otopljene vode i kućišta.

Kod hlađenja komora pomoću zračnih hladnjaka ubrzava se proces odvođenja topline iz proizvoda i postiže se ravnomjerna raspodjela temperature po cijelom volumenu komore.

Amonijak se koristi kao rashladno sredstvo. Amonijak R717 (NH3). Bezbojni plin oštrog mirisa, vrelište NH 3 pri barometarskom tlaku je minus 33,3 0 C. Ima dobra termodinamička svojstva i veliki volumetrijski kapacitet hlađenja.

Amonijak je praktički netopljiv u ulju, a voda ga vrlo intenzivno apsorbira. Curenje amonijaka iz hladnog sustava može se lako otkriti mirisom ili lakmus papirom. Amonijak ne reagira s željeznim metalima (čelik, lijevano željezo), ali u prisutnosti vlage nagriza cink, bakar i bakrene legure.

Štetno djeluje na čovjeka - nadražuje sluznicu očiju, želuca, dišnih putova, izaziva opekline kože i grčeve dišnih organa. Oštar miris, amonijak se ljudskim osjetilima prepoznaje u koncentraciji od 0,0005%. Ako sadržaj amonijaka u zraku prelazi 0,5%, moguće je trovanje ljudi. Pri koncentraciji u zraku od (16-27)% R717 (amonijak) stvara eksplozivnu smjesu.

Amonijak je jeftino rashladno sredstvo s vrlo dobrim termodinamičkim karakteristikama. Koristi se u srednjim i velikim rashladnim strojevima s klipnim i vijčanim kompresorima. Hladnjaci koji rade na R717 rade na vrelištu rashladnog sredstva do minus 70 0 C. NH 3 se ne koristi u malim rashladnim strojevima zbog svoje toksičnosti i opasnosti od eksplozije.

Dijagram instalacije rashladnog uređaja mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

Osigurati pouzdano održavanje zadanog režima u rashladnim objektima i biti fleksibilan u radu;

Budite što jednostavniji i ne zahtijevajte velike troškove za njegovu provedbu;

Budite vizualni i jednostavni za održavanje, omogućuju brzu implementaciju;

Prebacivanje i druge radnje osoblja za održavanje bez grešaka;

Osigurati sigurnost operativnog osoblja i trajnost ugrađene opreme.

Primjena automatizacije uvelike olakšava ispunjenje svih ovih zahtjeva.

Problem stvaranja racionalnih shema izravnog hlađenja uvelike je koncentriran u ispravnom rješenju jedinice za dovod rashladnog sredstva u sustav isparavanja. Ovdje su koncentrirane glavne poteškoće koje se javljaju tijekom rada jedinica za izravno hlađenje i glavni nedostaci ovog sustava.

Dijagrami jedinice za dovod rashladnog sredstva moraju sadržavati:

Pouzdana zaštita od mokrog rada kompresora (tj. njegovog rada na suho) i potpuna sigurnost instalacija od vodenog udara, budući da se najveći broj izvanrednih situacija u rashladnim uređajima događa kao posljedica vodenog udara, koji se uglavnom javlja kada se rashladno sredstvo neispravno dovodi. u sustav isparavanja, tijekom oštrih fluktuacija toplinskog opterećenja u ohlađenim objektima, kada rashladno sredstvo ključa u aparatu zbog naglog pada tlaka u njima;

Ispravna raspodjela tekućeg rashladnog sredstva na rashladne uređaje rashlađenih objekata u skladu s promjenjivim toplinskim opterećenjem na njima;

Sposobnost održavanja temperature u rashlađenim objektima u određenim granicama;

Uklanjanje utjecaja hidrostatskog stupca tekućeg rashladnog sredstva;

Mali kapacitet rashladnog sredstva u sustavu, budući da velika količina rashladnog sredstva sadržanog u sustavu za isparavanje ne samo da povećava početne i operativne troškove, već stvara i povećanu opasnost od rada takve instalacije;

Moguć je veći intenzitet prijenosa topline s površine rashladnih uređaja na rashladno sredstvo koje u njima vrije, što se postiže dovoljnim punjenjem rashladnih uređaja i ispuštanjem iz njih vlažne pare;

Sposobnost jednostavnog i brzog uklanjanja ulja i onečišćenja s unutarnje površine rashladnih uređaja, kao i inja (snježnog omotača) s njihove vanjske površine.

Dijagrami jedinice za opskrbu rashladnim sredstvom rashladnih uređaja razlikuju se, prije svega, metodom opskrbe, tj. pod utjecajem koje razlike tlaka se rashladno sredstvo dovodi u rashladne uređaje.

Mogu se odrediti tri načina isporuke:

Pod utjecajem razlike tlaka između kondenzacije i vrenja;

Pod utjecajem razlike tlaka koju stvara tekući stupac;

Pod utjecajem razlike tlaka koju stvara pumpa.

Sheme za napajanje isparivača s tekućim rashladnim sredstvom također se razlikuju po smjeru kretanja tekućine u rashladnom uređaju: mogu postojati sheme s donjim dovodom i gornjim dovodom, u kojima rashladno sredstvo ulazi u bateriju odozgo, a rezultirajuća para se ispuštaju odozdo.

Shema pumpe ima značajne prednosti u odnosu na prve dvije metode. Korištenje crpke značajno povećava cirkulaciju tekućine, budući da je izvedba crpke odabrana tako da je stopa cirkulacije najmanje 3 - 6 tijekom projektiranog razdoblja opterećenja. Time se povećava učinak samoregulacije opskrbe i praktički eliminira potreba za ometanjem distribucije tekućine u objekte, a također se poboljšava prijenos topline u rashladnim uređajima. S takvom cirkulacijom tekućine značajno se smanjuje utjecaj promjenjivog punjenja rashladnih uređaja i ispuštanje tekućine tijekom oštre promjene toplinskog opterećenja; što stvara sigurnije uvjete rada sustava.

Sheme bez pumpe su relativno jednostavne i prilično pouzdane, posebno za male i srednje velike instalacije. U velikim instalacijama s velikim brojem hlađenih objekata, korištenje ovakvih shema zahtijeva veliki broj uređaja za automatsko upravljanje koji zahtijevaju održavanje i popravak. Stoga su za tako velike instalacije u većini slučajeva prikladniji crpni krugovi.

Za hladnjake u kojima se čuvaju svježi sir, kiselo vrhnje i drugi proizvodi, kao i za industrijske rashladne komore, predviđen je sustav hlađenja s pumpom. Za sve rashladne potrošače, amonijak se dovodi odozgo (s kombiniranom drenažom tekućine i ekstrakcijom pare) u rashladne uređaje, obično postavljene visoko ispod stropa komora.

Za tehnološke uređaje proizvodnih pogona (spremnici, pločasti hladnjaci i dr.) nije predviđeno izravno hlađenje, oni se hlade rasolom i ledenom vodom.

Za distribuciju rashladnog sredstva do rashladnih potrošača, predviđena je centralizirana ili decentralizirana distribucijska stanica (s kolektorima za tekućinu, usisavanje, odmrzavanje i odvod).

S centraliziranom stanicom značajno se povećava obujam instalacijskih radova na cjevovodima, čija je duljina vrlo velika, jer je potrebno položiti tekućinske i usisne cijevi od odjeljka opreme do svake komore i do svakog hladnog potrošača. S decentraliziranim distribucijskim stanicama za hladnjače i tehnološke radionice smještene na platformama ili međukatu u blizini rashladnih potrošača, ukupna duljina distribucijskih cjevovoda amonijaka može se smanjiti nekoliko puta.

U automatiziranim sustavima, za zaustavljanje dovoda tekućeg amonijaka u rashladne uređaje i nastavak dovoda kada temperatura poraste, dovoljno je osigurati jedan elektromagnetski ventil CVM na zajedničkom tekućem vodu komore. Pri odvojenom opskrbljivanju tekućinom stropnih i zidnih baterija ili nekoliko skupina visećih hladnjaka zraka, krugovi trebaju omogućiti mogućnost reguliranja distribucije tekućine kroz ovu opremu pomoću ručnih regulacijskih ventila, ostavljajući jedan SVM za cijelu komoru na liniji tekućine komora. Ovo načelo treba zadržati za univerzalne kamere. Njihovo prebacivanje iz jednog režima (minus 20 o C) u drugi (0 o C) postiže se zapornim ventilima.

Hlađenje ledene vode provodi se u otvorenim panelnim isparivačima.

Pri projektiranju cirkulacijskih sustava hlađenja pumpe za gradske mljekare koriste se cirkulacijski prijemnici vertikalnog tipa, instalirani u odjelima opreme kompresorskih trgovina. Kapacitet ovih spremnika je obično mali, ali se može smanjiti usvajanjem zračnog hlađenja za sve komore hladnjaka.

Za panelne isparivače koji se koriste za vodeno hlađenje, osigurana je opskrba amonijakom bez pumpe. Panel isparivač za vodeno hlađenje radi na vrelištu od minus 3 o C uz dovod tekućeg amonijaka pomoću regulatora razine. Krug je konstruiran na takav način da svaki režim temperature vrenja opslužuje posebna grupa kompresora.

Za odmrzavanje rashlađivača zraka predviđeni su za opskrbu vrućim parama amonijaka i električnim grijanjem s grijaćim elementima, a za odmrzavanje baterija koristi se samo vruća para.

Kada je visina komora jednokatne mliječne hladnjače 6 m, kota poda strojarnice je minus 1.000, tj. 1,0 m ispod razine poda hladnjaka (+ 0,000), pretpostavlja se da su razine poda odjeljaka opreme i kompresora iste. Ovo je praktično za korištenje i omogućuje korištenje vertikalnih cirkulacijskih prijemnika kako bi se osigurao visinski prostor za stupac tekućine iznad osi pumpe amonijaka do 2,45 m, što je dovoljno za njen stabilan rad.

Međutim, posljednjih su godina takozvane složene sheme postale široko rasprostranjene, u kojima se cirkulacijski prijemnici koji rade pri višim tlakovima vrenja istovremeno koriste kao međuposude za stupnjeve koji rade pri nižim tlakovima. S obzirom na niz funkcija koje obavlja, ovaj prijamnik se obično naziva složeni prijemnik.

Termodinamički, složena shema je ekvivalentna višestupanjskoj kompresijskoj shemi s potpunim međuhlađenjem, međuposudom bez zavojnice i međutemperaturama koje se podudaraju s vrelištem koje se održava u ohlađenim objektima.

Korištenje složenih krugova omogućuje izbjegavanje međuposuda, koje stvaraju određeni rizik od vodenog udara za visokotlačni stupanj kompresora, kao i korištenje jednostupanjskih kompresorskih kompresora, što pojednostavljuje automatski sustav upravljanja i čini ga pouzdanijim .

Prednosti složenog rashladnog uređaja su pojednostavljenje kruga, smanjenje broja aparata (industrijske posude), smanjenje duljine cjevovoda, broja armatura, uređaja za automatizaciju, mogućnost korištenja istog tipa kompresora i dakle ista vrsta rezervnih dijelova i potrošnog materijala.

Kondenzator služi za prijenos topline rashladnog sredstva na rashladni medij ili "izvor topline". Općenito, pregrijana para rashladnog sredstva u kondenzatoru se hladi do svoje temperature zasićenja, kondenzira i hladi na nekoliko stupnjeva ispod temperature kondenzacije.

Horizontalni cijevni kondenzatori naširoko se koriste za rashladne strojeve s amonijakom i freonom u širokom rasponu kapaciteta.

Kada stroj radi na rashladnim sredstvima koja imaju ograničeno otapanje ulja za podmazivanje, ono se odnosi iz kompresora u sustav, taloži se na stijenkama cijevi za izmjenu topline uređaja i pogoršava njihov rad. Za uklanjanje ulja iz sustava u strojevima koji koriste rashladna sredstva kao što je R717, koriste se separatori ulja i sakupljači ulja. Hidrocikloni su inercijski separatori ulja dizajnirani za odvajanje ulja za podmazivanje od tekućeg rashladnog sredstva s ograničenom topljivošću.

Zbog prisustva plinova koji se ne mogu kondenzirati u sustavu dolazi do pogoršanja energetske učinkovitosti rashladnog stroja, jer se smanjuju koeficijenti prolaza topline u uređajima, povećava se tlak kondenzacije i povećava potrošnja energije za kompresiju pare rashladnog sredstva u kompresoru. Za uklanjanje zraka koji ulazi u rashladni sustav ugrađen je separator zraka.

Prijemnici se prema namjeni dijele na linearne, cirkulacijske i drenažne. Svrha linearnog prijemnika je osloboditi kondenzator od tekućeg rashladnog sredstva i osigurati njegovu ravnomjernu opskrbu kontrolne stanice. Izbor vrste linearnog prijemnika nije značajan. Koriste se samo prijemnici prolaznog tipa vodoravne izvedbe industrijske posude. Linearni prijemnik je uobičajeni element za rashladnu jedinicu, a njihov broj bi trebao biti minimalan.

Cirkulacijski prijemnici koriste se u crpnim i cirkulacijskim krugovima za dovod rashladnog sredstva u sustav isparavanja. Ovaj prijemnik osigurava stabilan rad pumpi amonijaka. Sklop cirkulacijskog prijemnika može imati nekoliko mogućnosti dizajna: horizontalni cirkulacijski prijemnik koji ne obavlja funkciju odvajanja tekućine, nadopunjuje se separatorom tekućine instaliranim iznad njega; vertikalni cirkulacijski prijemnik koji obavlja funkciju separatora tekućine; horizontalni cirkulacijski prijemnik koji kombinira funkcije separatora tekućine.

Odvodni prijemnici dizajnirani su za ispuštanje tekućeg rashladnog sredstva u njih prilikom popravka glavne opreme i odmrzavanja snijega iz baterija s izravnim isparavanjem.

Složeni prijemnik može obavljati funkcije linearnih, cirkulacijskih i drenažnih prijemnika, industrijskih posuda i separatora tekućina.

Predviđena namjena instalacije određuje izbor vrste rashladnog napajanja (centralizirano, decentralizirano), načina hlađenja (izravno, neizravno), vrste kompresorske jedinice (klipna, vijčana, amonijačna, rashladna, s automatski promjenjivim ili konstantnim kapacitetom).

Projektirani način rada rashladne jedinice (temperature vrenja i kondenzacije rashladnog sredstva, rashladne vode, rashladne tekućine na izlazu iz isparivača; vrenje, kondenzacija, srednji tlak) određuje izbor marke jedinice (visoki, srednji i niskotemperaturni, jedno- i dvostupanjski) i tip dijagrama instalacije (tradicionalni, složeni). Granicom za uporabu jednostupanjskih jedinica smatra se omjer tlakova kondenzacije i vrenja p = 5?7. Poželjno je odabrati složeni sklop za uvjete koji zahtijevaju kompaktnost i visoku razinu automatizacije i pouzdanosti /9, str.80/.

Kao što slijedi iz gore navedenog, složene rashladne jedinice imaju određene prednosti u usporedbi s tradicionalnim višestupanjskim dizajnom. Ali ne mogu se ostvariti sve potencijalne prilike. Dakle, sekvencijalno višestruko prigušivanje rashladnog sredstva s međuodvodom pare, čini se, trebalo bi dati određeni učinak, ali praktične poteškoće nastaju tijekom provedbe. Razlika tlaka između susjednih izobara može biti mala, što neće osigurati potrebnu opskrbu tekućim rashladnim sredstvom, rad solenoidnog ventila na dovodnom vodu tekućeg rashladnog sredstva i učinkovit rad kompresora. Odsutnost linearnih i odvodnih prijemnika u instalaciji ne isključuje činjenicu da njihove funkcije treba obavljati drugi uređaj, a njegov kapacitet se povećava u očekivanju kombiniranja funkcija. Međutemperature koje se podudaraju s temperaturama vrenja nisu uvijek optimalne, osiguravajući minimalnu potrošnju resursa tijekom višestupanjske kompresije.

Stoga, za potrebe projektiranja, prihvaćamo složenu dvoslojnu rashladnu jedinicu s četiri temperature vrenja.

Sustav klimatizacije je dizajniran za obavljanje sljedećih funkcija:

• - osiguranje normalnih životnih uvjeta za putnike i posadu u letu i na zemlji;
• - hlađenje radio-elektroničke opreme u vozilu.

Upravljački sustav zrakoplova sastoji se od dva podsustava od kojih svaki uključuje:

• - sustav odzračivanja iz zrakoplovnih motora ili iz pomoćne pogonske jedinice;
• - sustav za hlađenje zraka i vlagu;
• - sustav dovoda i distribucije zraka u kabini zrakoplova;
• - sustav nadzora i upravljanja.

Sustav za odzračivanje motora

Zrak se uzima iz kompresorskih stupnjeva motora. Sustav za odvod zraka sastoji se od:

• - jedinica za usis zraka motora;
• - regulator tlaka koji osigurava potreban tlak na ulazu u rashladni sustav;
• - izmjenjivač topline koji osigurava temperaturu na izlazu iz ekstrakcijskog sustava ne veću od 200 C.

Sustav zračnog hlađenja

Prema preporukama iz smjernica, za ovaj tip zrakoplova odabiremo dvostupanjski dvoturbinski SCR s odvajanjem vlage u visokotlačnom vodu i povratom topline na ulazu u turbohladnjačku turbinu (slika 1).

Prednost ove SCR sheme u odnosu na sheme s odvajanjem vlage u niskotlačnom vodu je veći stupanj isušivanja ohlađenog zraka. Korištenje drugog stupnja međukompresije ohlađenog zraka omogućuje povećanje učinkovitosti i toplinske učinkovitosti SCR-a, a zagrijavanje zraka ispred turbine produžuje životni vijek turbo-hladnjaka.

Zrak iz sustava ekstrakcije dovodi se u sustav hlađenja preko regulatora protoka. Prvo se zrak hladi u pretizmjenjivaču topline AT1 na određenu temperaturu (definiranu u paragrafu 3), zatim ulazi u KM kompresor TX turbo-rashladne jedinice. Nakon kompresora, zrak ulazi u “petlju” za odvajanje vlage ispred turbine T koju čine regenerativni izmjenjivač topline AT3 za isparavanje kondenzata i kondenzator AT4 za kondenzaciju vlage. Zrak u kondenzatoru se hladi na potrebnu temperaturu zrakom koji izlazi iz turbine. Vodeni kondenzat se odvaja u HP separatoru vode i ubrizgava u pročišćivački vod glavnog izmjenjivača topline, a zatim u atmosferu. Iz lijeve i desne bočne rashladne jedinice zrak struji u jedinstveni razvodnik hladnog zraka, a odatle u kabinu.

Sl. 1.

Sustav distribucije i dovoda zraka

Sustav distribucije i opskrbe dizajniran je za pripremu smjese zraka s potrebnim parametrima, dovod u kabinu i raspodjelu u kabinama, kokpitu i dnevnim prostorima zrakoplova. Sustav uključuje:

• - kolektor hladnog zraka;
• - kolektor toplog zraka;
• - senzori temperature i tlaka zraka u kabini;
• - uređaji za distribuciju zraka u salonima, kokpitima i servisnim prostorima.

Temperatura zraka u kabini regulira se miješanjem vrućeg zraka u zrak iz rashladnog sustava.

Dio zraka iz putničkih prostora se kroz filtre električnim ventilatorima dovodi u ejektore, u kojima se svježi i iskorišteni zrak miješaju i dovode u razvodnik hladnog zraka. Ejektori su konstruirani tako da zrak iza njih može strujati: miješani zrak u kabine, a svježi zrak u kokpit.

SAŽETAK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

POPIS LISTOVA GRAFIČKIH DOKUMENATA. . . . . . . . 6

UVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1. PREGLED POSTOJEĆIH NAČINA SUŠENJA I

PROIZVODI ZA HLAĐENJE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1 Osnovni načini sušenja i hlađenja proizvoda. . . . . . . . 9

1.2 Obrazloženje za odabir hladnjaka. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2. OPĆE KARAKTERISTIKE PROIZVODNJE. . . . . . . . . . 16

3. KARAKTERISTIKE PROIZVODA. . . . . . 17

4. KARAKTERISTIKE SIROVINA,

POLUPROIZVODI I ENERGETSKI RESURSI. . . . . . . . . . . . . 21

5. OPIS TEHNOLOŠKOG PROCESA I DIJAGRAM. . 25

5.1 Faze tehnološkog procesa. . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.3 Kalcinacija amonijevog dikromata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.4 Pročišćavanje ispušnih plinova iz peći za kalcinaciju. . . . . . . . . . 27

5.5 Sinteriranje krom oksida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.6 Filtracija pulpe i ispiranje sedimenta krom oksida. . . . . . . trideset

5.7 Sušenje i hlađenje metalurškog krom oksida. . . . . . . 32

5.8 Pročišćavanje ispušnih plinova iz sušare. . . . . . . . . . . . . . . 33

5.9 Pakiranje i pakiranje gotovog proizvoda. . . . . . . . . . . . . . . 34

6. STOPE POTROŠNJE GLAVNIH VRSTA SIROVINA,

MATERIJALI I ENERGETSKI RESURSI. . . . . . . . . . . . . . . 35

7. TEHNOLOŠKI PRORAČUNI HLAĐENJE –

TRANSPORTNA CIJEV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

7.1 Početni podaci. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

7.2 Fizikalni parametri rashladnih sredstava. . . . . . . . . . . . . . 39

7.3 Izračun toplinske bilance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

7.4 Određivanje prolaza topline i koeficijenata prolaza topline. . . 44

7.4.1 Određivanje koeficijenta prolaza topline iz kromovog oksida

do zida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7.4.2 Određivanje koeficijenta prijelaza topline od vode do stijenke. . . . 45

7.4.3 Određivanje koeficijenta prolaza topline. . . . . . . . . . . . 50

7.5 Određivanje površine za prijenos topline. . . . . . . . . . . . . . 51

7.6 Izračun materijalne bilance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

7.7 Kinematički proračun pogona. . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

8. PRORAČUNI ČVRSTOĆE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

8.1 Proračun čvrstoće zavoja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

8.2 Proračun tijela rashladne i transportne cijevi na čvrstoću. 62

9. SIGURNOST I ZAŠTITNOST PROJEKTA ZA OKOLIŠ. . . . . . . . . 65

9.1 Uvod u odjeljak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

9.2 Značajke glavnih opasnosti u proizvodnji

i radnim uvjetima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

9.3 Osiguravanje sigurnosti na radu. . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

9.3.1 Električna sigurnost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

9.3.2 Sigurnost od požara. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

9.3.3 Zaštita od buke i vibracija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

9.3.4 Industrijska rasvjeta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

9.3.5 Mikroklima u radnom prostoru. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

9.4 Ekološka prihvatljivost projekta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

9.5 Mogućnost hitnih situacija. . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.6 Izvanredne okolnosti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

9.7 Zaključak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

10. TEHNIČKA I EKONOMSKA OPRAVDANOST ZAHVATA. . . 87

10.1 Uvod u odjeljak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

10.2 Izračun kapitalnih troškova. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

10.3 Izračun troškova popravka za rashladni sustav krom oksida. . 87

10.4 Izračun troškova održavanja hladnjaka. . . . . . . . . . . . . 96

10.5 Proračun troškova hlađenja krom oksida. . . . . . . . . . 98

10.6 Izračun povrata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

10.7 Zaključci o odjeljku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

11. UŠTEDA ENERGIJE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

ZAKLJUČAK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

BIBLIOGRAFSKI POPIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

SAŽETAK

Tema diplomskog projekta: “Rashladna i transportna cijev za hlađenje proizvoda nakon operacija sušenja i kalcinacije.”

Cilj ovog projekta je teorijski obrazložiti moguće povećanje produktivnosti gotovog proizvoda postojeće rashladne i transportne cijevi.

Na temelju pregleda literature odlučeno je da se razvije hladnjak na bazi vodeno hlađenog bubanj aparata.

Izračunati su površina i koeficijent prolaza topline (F = 14,16 m 2, K = 213,5 W/(m 2 K)) u aparatu, što dokazuje njegovu učinkovitost u ovim radnim uvjetima. Produktivnost uređaja je 8000 kg/sat za ohlađeni proizvod.

U diplomskom projektu izvršeni su tehnološki proračuni hladnjaka, proračuni čvrstoće, razvijene su mjere zaštite na radu, razmatrana su pitanja sigurnosti i ekološke prihvatljivosti projekta te je izračunata ekonomska učinkovitost projekta. Razdoblje povrata hladnjaka bit će manje od godinu dana.

Ovaj projekt govori o radu uređaja na primjeru hlađenja krom oksida, a osim toga, rashladno-transportna cijev može se koristiti i za hlađenje drugih praškastih ili granuliranih proizvoda.

Objašnjenje sadrži:

Stranice………………………………109

Crteži………………………..…..….19

Tablice………………………………22

Bibliografske reference……….24

POPIS LISTOVA GRAFIČKIH DOKUMENATA.

Ne.	Naslov dokumenta	Oznaka dokumenta	Format
	Proizvodnja metalurškog krom oksida. Tehnološki sustav.	260601 065000 2766 TZ	2 x A1
	Rashladna transportna cijev. Opći crtež.	260601 065100 2766 VO	A1
	Kruna. Montažni crtež.	260601 065110 2766 SB	A1
	Kućište. Montažni crtež.	260601 065120 2766 SB	A3
	Cijev. Montažni crtež.	260601 065130 2766 SB	A3
	Kućište. Montažni crtež.	260601 065140 2766 SB	A3
	Kućište. Montažni crtež.	260601 065150 2766 SB	A3
	Kućište. Montažni crtež.	260601 065160 2766 SB	A3
	Grupa motor-zupčanik. Montažni crtež.	260601 065170 2766 SB	A1
	Spirala. Montažni crtež.	260601 065180 2766 SB	A3
	Potporna stanica sa zaustavljanjem. Montažni crtež.	260601 065190 2766 SB	A1
	Poklopac. Montažni crtež.	260601 065121 2766 SB	A3
	Baza. Montažni crtež.	260601 065122 2766 SB	A3
	Jedinica za opskrbu vodom. Montažni crtež.	260601 065123 2766 SB	A3
	Poluprsten	260601 065121. 03 2766	A4
	Poluprsten	260601 065124 2766	A4
	Prirubnica	260601 065125 2766	A3

UVOD

U ovom diplomskom radu proračunata je rashladno-transportna cijev za hlađenje krom oksida. Trenutno JSC Russian Chrome-1915 koristi rashladnu i transportnu cijev kapaciteta 4 t/h za gotov proizvod u proizvodnji metalurškog krom oksida. Kapacitet postrojenja dovoljan je za udvostručenje produktivnosti. Stoga je cilj diplomskog rada teorijski obrazložiti moguće povećanje produktivnosti gotovog proizvoda postojeće rashladne i transportne cijevi.

Važnost proizvedenog proizvoda danas je očita. To je zbog činjenice da je tehnički krom oksid namijenjen za metaluršku industriju i industriju boja i lakova, proizvodnju građevinskih materijala, kao i za procese poliranja u urarstvu, instrumentariji, strojogradnji i drugim industrijama.

Tehnički krom oksid je glavni proizvod za proizvodnju metalurškog kroma. Krom i njegove legure su čelici i legure otporni na toplinu i koroziju.

1. PREGLED POSTOJEĆIH METODA ZA SUŠENJE I HLAĐENJE PROIZVODA

1.1 Osnovni načini sušenja i hlađenja proizvoda

U proizvodnji krutih praškastih ili zrnatih proizvoda prehrambene i kemijske industrije glavne tehnološke operacije koje osiguravaju potrebna svojstva kvalitete konačnog proizvoda su sušenje početnih sirovinskih smjesa i naknadno hlađenje proizvoda na temperaturu pakiranja i skladištenja. .

Jedna od najčešće korištenih jedinica za ove svrhe su jedinice s rotirajućim bubnjem. Hladnjaci s bubnjem namijenjeni su za hlađenje rasutih materijala otpornih na eksploziju. Ovisno o načinu hlađenja prerađenog materijala u bubnju, uređaji se dijele na hladnjake sa zračnim hlađenjem i hladnjake s vodenim hlađenjem. Hladnjak je cilindrično tijelo postavljeno na valjkaste nosače (slika 1.1).

Slika 1.1 – Hladnjak tipa bubnja.

Rotacija uređaja provodi se pojedinačnim pogonom. Hladnjaci se mogu proizvoditi s promjerom od 0,5 do 4,5 m i duljinom od 2,5 do 70 m. Produktivnost je određena geometrijskim dimenzijama, brzinom vrtnje, kutom nagiba bubnja i temperaturnim zahtjevima tehnologije obrade materijala. Za premještanje materijala hladnjaci se izrađuju s različitim vrstama priključaka ovisno o proizvodu koji se obrađuje.

Prednosti ovih hladnjaka uključuju: jednostavnost dizajna, relativno lako upravljanje performansama uređaja, pouzdanost u radu.

Velika potrošnja metala i glomaznost su nedostaci bubanj aparata.

Pločasti hladnjaci često se koriste za hlađenje granuliranih materijala (slika 1.2).

Slika 1.2 – Pločasti hladnjak.

Izmjenjivač topline sastoji se od tri okomito postavljene sekcije (ovisno o potrebnoj temperaturi hlađenja, broj sekcija se može mijenjati), lijevka za utovar i istovar. Spremnik za istovar opremljen je s dva vibracijska motora. Za praćenje razine opterećenja i temperature predviđeni su mjerač razine i termoparovi.

Sekcije sadrže niz okomitih šupljih ploča izrađenih od nehrđajućeg čelika. Ploče su neovisne. Ploče osiguravaju optimalan protok vode s minimalnim zonama zastoja. Granule gnojiva u protoku mase polako se kreću gravitacijom između ploča. Omogućeno je pročišćavanje suhim zrakom kako bi se spriječilo začepljenje granula. Voda za hlađenje teče kroz ploče na protustrujni način zbog učinkovitosti. Protok proizvoda kontrolira se kliznim dodavačem.

Uređaj se odlikuje lakoćom popravka i održavanja (krilna vrata, otvor u spremniku), jednostavnošću sustava i lakoćom ugradnje.

Uređaj se koristi za učinkovito neizravno hlađenje poliranih i granuliranih gnojiva (osobito amonijevog nitrata) i karakteriziraju ga sljedeće prednosti:

Kompaktnost i velika površina prijenosa topline;

Dizajn ne zahtijeva upotrebu opreme za aspiraciju;

Proces kretanja granula nitrata između usko raspoređenih neravnih ploča u hladnjaku je inherentno blizak laminarnim fluidiziranim slojevima;

Nema kontakta između rashladnog sredstva i granula nitrata, proces izmjene topline se provodi kroz stijenku;

Abrazija granula je značajno smanjena;

Smanjuje se onečišćenje ohlađenog proizvoda.

Zahvaljujući ovim prednostima, moguće je regulirati stupanj hlađenja korištenjem hladnije vode, eliminirajući dodatnu rekristalizaciju koja uzrokuje smanjenje kvalitete proizvoda, eliminirati vlagu i smanjiti gubitke.

Nedostatak uređaja je što zahtijeva poseban profil ploča, čija proizvodnja nije uspostavljena u Rusiji. Ove ploče potrebno je kupiti u inozemstvu, što značajno poskupljuje uređaj. Hladnjak se koristi u slučajevima kada su ispunjeni posebni zahtjevi za tehnologiju proizvodnje proizvoda, na primjer, za proizvodnju amonijevog nitrata.

Ponekad se cijevni izmjenjivači topline koriste za hlađenje granuliranih proizvoda (slika 1.3).

Slika 1.3 – Cijevni hladnjak.

Kako bi se materijal kretao kroz cijevi, potrebno je ugraditi vibracijski pogon za njihovo protresanje. U prstenasti prostor se može dovoditi i voda i zrak, ovisno o tehnološkim potrebama.

Prednosti izmjenjivača topline: kompaktnost s velikom površinom izmjene topline; nema kontakta između rashladnog sredstva i granula.

Nedostatak: potrebno je strogo pridržavanje tehnologije kako bi se izbjeglo lijepljenje na stijenke cijevi.

Aparati s vibrirajućim fluidiziranim slojem često se koriste za sušenje i hlađenje granuliranih i praškastih materijala. Koriste se i kombinirani uređaji (slika 1.4), u kojima se prijenos topline provodi u fluidiziranom sloju i kroz stijenku ugrađenih cijevi za izmjenu topline u koje se dovodi rashladna voda.

Slika 1.4 – Hladnjak kombiniranog tipa.

Prednosti: kompaktnost s velikom površinom prijenosa topline.

Nedostatak je velika količina prašine, a time i potreba za ugradnjom sustava za pročišćavanje zraka. Korištenje pristupačnog, ali niskog intenziteta hlađenja zraka ograničeno je zahtjevima za čistoćom, temperaturom i suhoćom zraka. Nizak intenzitet hlađenja zbog strujanja zraka i prirodne konvekcije zahtijeva značajnu količinu zraka za hlađenje. Korištenje postrojenja za pripremu i pročišćavanje otpadnog zraka zahtijeva visoke troškove.

Za hlađenje materijala dobivenog pečenjem u rotacijskim pećima naširoko se koriste kompaktni osovinski hladnjaci (slika 1.5).

U njima se zrak upuhuje kroz sloj granuliranog proizvoda koji se kreće odozgo prema dolje između okomito postavljenih paralelnih rešetki. Abrazija materijala u hladnjacima ove vrste je beznačajna.

Glavna prednost ovog izmjenjivača topline je njegova kompaktnost.

Riža. 1,5 – Rudnički hladnjak: 1 – okno; 2,3 – rešetke; 4 – razdjelnik; 5- prihvatni lijevak; 6 – cijevi za dovod zraka; 7 – ljuljajuća hranilica; 8 – transporter.

Nedostatak hladnjaka ove vrste je deformacija metalnog okvira i rešetki, pregrada i drugih komponenti pod utjecajem visoke temperature, što dovodi do ulaska proizvoda u središnji zračni kanal i poremećaja normalnog rada. Za pouzdan rad hladnjaka ovog tipa potrebno je: izraditi konstrukciju rešetke i okvira, posebno u vrućoj zoni, od metala otpornog na toplinu.

Opravdanost izbora hladnjaka

Za hlađenje metalurškog kromovog oksida preporučljivo je koristiti vodeno hlađeni bubanj. To je zbog činjenice da je hlađenje vodom najučinkovitije i moguće je regulirati stupanj hlađenja proizvoda promjenom temperature vode koja se dovodi za hlađenje. Izostanak otprašivanja ima veliki ekološki i ekonomski učinak, budući da je krom oksid potencijalno opasna kemijska i biološka tvar, a stupanj pročišćavanja zraka nakon hlađenja mora biti vrlo visok. To znači da je potreban ozbiljan sustav pročišćavanja zraka, što dovodi do dodatnih kapitalnih ulaganja.

Osim toga, bubanj je jednostavan za održavanje i pouzdan u radu.

U ovom diplomskom projektu izvršena je izrada dizajna rashladno-transportne cijevi kapaciteta 8000 kg/sat za gotov proizvod.

Svrha rada je povećati učinak hlađenja krom oksida.

Obrazloženje za izbor tehničkog vodoopskrbnog sustava za LNPP-2 Okrugli stol "Ekološki aspekti korištenja rashladnih tornjeva u rashladnim sustavima nuklearnih elektrana" Sosnovy Bor

Glavna pitanja Usporedna analiza rada jedinica sa "suhim i mokrim rashladnim tornjevima" još nije napravljena. Nemoguće je ne uzeti u obzir da će parna baklja uhvatiti i širiti aerosole zračenja iz ventilacijskih cijevi LNPP-a koji rade u najbližu okolinu. Medicinski stručnjaci već predviđaju povećanje broja bolesti uzrokovanih ovim susjedstvom. Do danas nisu provedene studije o mogućim posljedicama čitavog niza kemikalija i bioloških komponenti otopljenih u vodi Finskog zaljeva koje će ispuštati „mokri” rashladni tornjevi na ljudsko zdravlje i prirodu.

Ključna pitanja Oblak pare iznad vulkana Sosnovoborsky prekrit će grad i obližnja naselja Lenjingradske regije. Broj sunčanih dana u našim ionako oblačnim krajevima znatno će se smanjiti. Zimi se naš grad i okolica zalede od vlage koja neprestano pada. Posebna se rasprava tiče zone od 500 metara oko rashladnih tornjeva. Najviše će stradati operativno osoblje operativne Lenjingradske nuklearne elektrane, zaposlenici NITI-ja, radnici i zaposlenici poduzeća koja se nalaze u industrijskoj zoni.

Glavni čimbenici za odabir sustava hlađenja su početni tehnički zahtjevi za snagu agregata, referenca, radna pouzdanost; lokalne klimatske i hidrološke uvjete, uklj. dostupnost izvora vodoopskrbe; prostorna ograničenja; zahtjevi regulatorne dokumentacije u području zaštite okoliša; čimbenici troškova, uklj. operativni troškovi.

Vodni zakonik Ruske Federacije iz N 74-FZ (stupio na snagu) Poglavlje 6. ZAŠTITA VODNIH TIJELA Članak 60. Zaštita vodnih tijela tijekom projektiranja, izgradnje, rekonstrukcije, puštanja u pogon, rada vodoprivrednog sustava Članak 4. Projekt nije dopušteno postavljanje tehničkih vodoopskrbnih sustava s izravnim protokom.

Recikliranje tehničkog vodoopskrbnog sustava Prednosti: omogućuje vam oštro smanjenje potrebe za slatkom vodom u nuklearnim elektranama i značajno smanjenje ispuštanja topline u izvor vode Nedostaci: u pogledu strukture, sustav je složeniji od izravnog protoka, skuplji za graditi i raditi

Rad obavljen na usporedbi evaporativnih i „suhih” rashladnih tornjeva „Komparativna analiza rada jedinica sa „suhim” i „mokrim” rashladnim tornjevima” ​​(JSC SPbAEP, 2005.) „Tehničke i ekonomske studije koje uspoređuju „mokre” i „ suhi" rashladni tornjevi u odnosu na uvjete lokacije NVNPP-2" (JSC Atomenergoproekt, 2009.)

Prednosti evaporativnih rashladnih tornjeva su postizanje potrebnih tehničkih i ekonomskih pokazatelja projekta LNPP-2, osiguravanjem snage agregata od 1198 MW, minimiziranje troškova hlađenja, referentnost donesenih odluka, pozitivno iskustvo rada u pogonskim nuklearnim elektranama. u Rusiji i inozemstvu, što omogućuje potrebno razdoblje provedbe projekta (puštanje u rad 2013.); usklađenost sa zahtjevima regulatorne dokumentacije u području zaštite okoliša

Suhi rashladni tornjevi Kapitalni troškovi za suhe rashladne tornjeve su 3-5 puta veći od troškova za evaporativne rashladne tornjeve, značajna podproizvodnja snage nuklearnih elektrana koje rade na “suhim” rashladnim tornjevima, što je posljedica više temperature rashladnog tornja. ohlađene vode, nedostatak iskustva u radu "suhih" rashladnih tornjeva velike snage u zimskim klimatskim uvjetima lokacije Lenjingradske NE-2, što smanjuje pouzdanost rada nuklearne elektrane. Odvod topline suhog rashladnog tornja je kontrolirano otvaranjem/zatvaranjem brojnih kapaka i uključivanjem/isključivanjem sekcija izmjenjivača topline pomoću električnih ventila na temelju signala brojnih senzora. Pouzdanost sustava, posebno u teškim vremenskim uvjetima, značajno je smanjena. toplinski utjecaj na okoliš.

Procjena utjecaja rashladnih tornjeva na distribuciju ventilacijskih emisija iz nuklearnih elektrana Utjecaj baklje rashladnog tornja na difuziju nečistoća emisije plina i aerosola u ventilacijsku cijev LNPP-2 dovodi do intenzivnijeg raspršivanja radioaktivnih nečistoća kako se širi u blizini baklje. U proračunu vjerojatnih koncentracija radionuklida u prizemnom zraku korištena je 10-godišnja statistika meteoroloških opažanja. Vrijednosti faktora razrjeđivanja i taloženja proučavane su u radijusu do 10 km od izvora emisije (uključujući grad Sosnovy Bor) u smjeru od 16 točaka.

Procjena utjecaja rashladnih tornjeva na širenje ventilacijskih emisija iz nuklearnih elektrana Prema konzervativnim procjenama, uzimajući u obzir širenje oblaka rashladnog tornja pri stalnom smjeru vjetra, koji se podudara sa smjerom od rashladnog tornja do ventilacijske cijevi, LNPP-2, dovodi do povećanja pojedinačnih prizemnih koncentracija ne više od 2 puta za kategorije vremenske stabilnosti A–D, stvarajući onečišćenje zraka na udaljenostima do 3 km od nuklearne elektrane. Na udaljenostima većim od 10 km maksimalni porast koncentracije neće prijeći 40%. Za razmatrane uvjete ispitane su najveće moguće pojedinačne doze zračenja kritične skupine stanovništva uzrokovane nominalnim ispuštanjem plinskih aerosola iz LNPP-2. Puštanjem u pogon četiri bloka dozna opterećenja kritične skupine stanovništva, uzimajući u obzir utjecaj baklji rashladnih tornjeva, neće prijeći razinu bezuvjetno prihvatljivog rizika (manje od 10 μSv/god.) prema NRB-99. /2009

Procjena utjecaja rashladnih tornjeva na distribuciju ventilacijskih emisija iz operativne LNPP Emisije inertnih plinova i 131-joda iz 4 jedinice LNPP-2, koji uglavnom čine dozno opterećenje stanovništva, neće premašiti 40% od odgovarajuću emisiju i, posljedično, dozno opterećenje stanovništva iz operativne lenjingradske NE. Prema podacima Instituta za radij nazvan. V. G. Khlopin [izvještaj na Međunarodnom ekološkom forumu “Okoliš i zdravlje ljudi”, 2008., St. Petersburg; izvješće na sastanku u JSC Atomenergoproekt, Moskva, 2010.] realna procjena efektivnih doza za stanovništvo od emisija iz operativne Lenjingradske nuklearne elektrane u gradu nije premašila 0,5 μSv/god.

Procjena utjecaja rashladnih tornjeva na širenje ventilacijskih emisija iz LNPP-a u radu Uzimajući u obzir gore navedeno moguće povećanje jednokratnih prizemnih koncentracija u zraku do 2 puta, dozna opterećenja od emisija plinskih aerosola iz LNPP-a spadaju u zona širenja oblaka rashladnih tornjeva LNPP-2 u bliskoj zoni (do 3 km od izvora) neće prelaziti 1 μSv/god. Puštanjem u pogon četiri VVER bloka dozna opterećenja kritične skupine stanovništva, uzimajući u obzir utjecaj baklji rashladnih tornjeva, neće prijeći razinu bezuvjetno prihvatljivog rizika (manje od 10 μSv/god.) prema NRB-u. 99/2009

Specifični zagađivači u vodi za hlađenje rashladnih tornjeva Sadržaj specifičnih komponenti u vodi tehničkih vodoopskrbnih sustava (MU, Rospotrebnadzor) mora osigurati usklađenost s maksimalno dopuštenim koncentracijama u zraku radnog prostora (AW). Izvršena je preliminarna procjena usklađenosti kvalitete vode (soli toksičnih metala klase opasnosti 1-2) rashladnih tornjeva s prosječnom dnevnom maksimalno dopuštenom koncentracijom za stanovništvo, koja je 1-2 reda veličine stroža u odnosu na najveća dopuštena koncentracija u zraku radnog prostora. Procjena je provedena u skladu s 1. Smjernicama IAEA-e Raspršenost radioaktivnih materijala u zraku i vodi i razmatranje distribucije stanovništva pri procjeni lokacija za nuklearne elektrane. NS-G Zahtjevi međunarodnih sigurnosnih standarda “Generički modeli za korištenje u procjeni utjecaja ispuštanja radioaktivnih tvari u okoliš” (SRS br. 19, IAEA, Beč, 2001.)

Specifični zagađivači u vodi za hlađenje rashladnih tornjeva Element U odnosu na MDK koncentracija teških metala u zraku na ušću rashladnog tornja Cu1, Pb1, Ni6, Cd5, Co9, Mn3, 210 -3

Specifične onečišćujuće tvari u rashladnoj vodi rashladnih tornjeva U zraku na ušću rashladnih tornjeva (bez uzimanja u obzir razrjeđenja atmosferskim zrakom) koncentracije toksičnih metala u odnosu na maksimalno dopuštenu koncentraciju ne prelaze 6 (nikl sadržan u početnoj morska voda). Uzimajući u obzir disperzijska svojstva atmosfere s pretpostavljenim maksimalnim faktorom disperzije od 10-4, predviđa se da će koncentracije toksičnih metala u zraku bliske zone LNPP-2 biti tisuće puta manje od MPC, što neće dovesti do značajnijih posljedica za stanovništvo i komponente ekosustava.

Inhibitori i biocidi u vodi rashladnog tornja Za sprječavanje korozije i biološkog obraštanja rashladnih tornjeva koriste se sljedeći reagensi: Koncentracija koloidnog ugljika u zraku na izlazu iz rashladnog tornja = 8, mg/m3 (*) pri MPC.s. = 5, mg/m3 (ugljik). Koncentracija natrijevog hipoklorita u zraku na izlazu iz rashladnog tornja = 1, mg/m 3 (*) pri MPC.s. = 3, mg/m 3 (za klor). (*) Izračunate koncentracije dobivene konzervativnom metodom (SRS br. 19, IAEA, Beč, 2001.)

Provedene državne procjene utjecaja na okoliš za LNPP-2 1. Državna procjena utjecaja na okoliš materijala koji potkrepljuju dozvolu Rostechnadzora za lokaciju jedinica 1 i 2 LNPP-2 2. Državna procjena utjecaja na okoliš materijala koji potkrepljuju dozvolu Rostechnadzora za izgradnju jedinica 1 i 2 LNPP-2 3. Glavgosexpertiza 4. Državna procjena utjecaja na okoliš opravdanosti materijala za dozvolu Rostechnadzora za lokaciju jedinica 3 i 4 LNPP-2

Rezultati procjena utjecaja na okoliš provedenih za prvu fazu LNPP-2 „Stručno povjerenstvo državne procjene utjecaja na okoliš primjećuje da su prezentirani materijali za opravdanje dozvole za smještaj i izgradnju energetskih jedinica 1 i 2 LNPP-2 u sastavu i sadržaj u skladu sa zahtjevima zakonodavnih akata i regulatornih dokumenata Ruske Federacije u području zaštite okoliša. Predstavljena dokumentacija sadrži materijale o utjecaju blokova 1 i 2 na okoliš koji odražavaju mjere zaštite okoliša i opravdavaju ekološku sigurnost planirane aktivnosti.”

Generalizirani materijali kao dio projekta 2. faze LNPP-2 Višefaktorska procjena ekološkog rizika za stanovništvo od onečišćenja okoliša tijekom istovremenog (normalnog) rada LNPP-2 i LNPP u skladu sa Smjernicama Rospotrebnadzor R, NRB-99/ 2009, Smjernice IAEA, Preporuke ICRP i dr. Procjena posljedica za stanovništvo, stupanj kontaminacije tla, zraka, vode, hrane od nesreća na elektrani u skladu s preporukama IAEA (Procedure for Conducting Probabilistic Safety Assessment of Nuclear Power). Postrojenja (Razina 3): Posljedice izvan lokacije i procjena rizika za javnost: sigurnosna praksa. IAEA Serija o sigurnosti br. 50-P-12).

Modernizacija projekta rashladnog tornja LNPP-2 tijekom izgradnje Inicijalno rješenje za energetsku jedinicu Broj rashladnih tornjeva po jedinici Protok cirkulacijske vode, m3/sat Gubitak vode zbog isparavanja, % / m3/dan Gubitak vode s povlačenjem kapljica, % / m3/dan Ukupni gubici za četiri jedinice snage, m3/dan Blok,1 / .002 / 3.6 Blok,1 / .002 / 3.4 Blok,1 / .002 / 3.4 Blok,1 / .002 / 3.4 Optimizirano rješenje jedinice snage Broj rashladnih tornjeva po jedinici Potrošnja cirkulacijske vode, m3/sat Gubici vode zbog isparavanja, % / m3/dan Gubici vode kapljičnim povlačenjem, % / m3/dan Ukupni gubici za četiri agregata, m3/dan Blok ,1 / ,001 / 1.8 blok, 1 / .001 / 1.7 blok, 1 / .001 / 1.7 blok, 1 / .001 / 1.7

Modernizacija projekta rashladnog tornja LNPP-2 tijekom izgradnje Tijekom izrade radne dokumentacije za rashladne tornjeve LNPP-2 postignuto je smanjenje gubitaka vode u iznosu od m3/dan. Istodobno je prepolovljena količina gubitaka zbog uvlačenja kapljica. Ovakvi rezultati postignuti su korištenjem visokoučinkovitih vodohvatača i obrazloženjem smanjenja potrošnje optočne vode.